Gaby Roxana Ccahuanihancco Andia
TERMODINÁMICA
isobáricamente
PROBLEMA 23 Las temperaturas en los estados 1 y 2 son iguales. Si el calor transferido es 90 kJ, calcular la presión en kPa. En el estado 1, sabiendo que en el estado 2 es 40 kPa. A) 60 B) 90
P(kPa) p1
E) 80
tiene:
Estado
3
V1 = 2 m ;
p1 = 4 kPa ;
inicial:
T1 = 400 ºK .
Estado final: V = 5 m . Hallar el trabajo realizado por el gas y la cantidad de calor transferido, en kJ. a) 12; 24 b) 12; 30 c) 6; 24 e) 18; 28
PROBLEMA 28 2
40 0
Si en el ciclo termodinámico que se muestra, se realiza 1 kJ de trabajo; el trabajo realizado en el proceso 1–2, en kJ, es: a) 0,5 p(kPa) 1 b) 1,5
3
0,5
2
V(m )
PROBLEMA 24 Un gas se expande isotérmicamente, si ha recibido una cantidad de calor de una kilocaloría. Calcular el trabajo que el gas realiza en la expansión. (1 cal = 4,186 J). a) 4 186 J b) 1 178 J c) 1 427 J d) 0,24 J
e) 0 J
Si se realiza sobre un sistema un trabajo igual a 418 Joules mientras que se le suministra a la vez 200 calorías, ¿Cuál es el cambio de energía interna del sistema, en calorías? ( 1 cal = 4,186 J ). a) 300 b) 100 c) 319 d) 218
c) 2 d) 2,5
1
e) 0,25
3 3
0
0,1
0, 6
V(m )
Señale con verdadero ( V ) o falso ( F ), con respecto al proceso representado en le plano P – V.
A
0
10 m 3 y a continuación es comprimido isobáricamente hasta adquirir un volumen de
7 m 3 . Si la presión fue de 300 Pa. ¿Qué trabajo realizó el gas durante la compresión? a) 100J b) 300J c) –900J d) –752J e) –734J
C V (m 3) 0, 2
0, 6
0, 8
I. AB es un proceso isobárico II. El trabajo neto es 1100 J. III. BC es un proceso isotérmico. a) VFF d) FVV
C) 100J
Un gas está contenido en un recipiente de capacidad calorífica despreciable tal como se muestra. Si su energía interna es de 300J y se le suministra 100 cal, ¿Cuál es su energía interna al final? Desprecie el calor disipado al medio externo. A) 550J
D) 400J
D) 440J
PROBLEMA 26 Un gas ideal ocupa un volumen inicial de
PROBLEMA 02
b) VVF e) FFF
c) FVF
Motor GAS
E) 700J
PROBLEMA 05
Topes
GAS
A) 1m 3
B) 0, 8m 3
D) 0, 2m 3
E) 0,1m 3
E) 720J
C) 0, 3m 3
PROBLEMA 03
PROBLEMA 06
Se tiene un sistema (gas ideal) aislado térmicamente. Si la hélice en 20s realiza un trabajo de 80J sobre el gas, determine la variación de energía interna que experimenta el gas en ese tiempo. A) 80J
Un cilindro contiene 6 moles de cierto gas a la temperatura de 27ºC, si desplazando el pistón logramos cuadriplicar el volumen del gas conservando la temperatura constante, encuentre el trabajo que desarrolla el gas. ( ln 4 = 1, 38 ). A) 20642J B) 2642J C) 2062J D) 20652J E) 10642J
B) 60J C) 10J
PROBLEMA 27
D) 40J
Para un gas monoatómico que se expande
E) 70J
~4~
B) 600J
Isobáricamente a la presión de 400Pa, el volumen de un gas ideal se extiende hasta triplicarse, si en este proceso el gas desarrolla un trabajo de 80 J, encuentre el volumen inicial que ocupa el gas.
C) 110J
B
1000
e) 200
PROBLEMA 04 Un bloque se coloca lentamente sobre el embolo realizando un trabajo sobre el gas de 60J, si durante este tiempo la hélice realiza un trabajo de 40 J sobre el gas, determine la variación de energía interna del gas. Considere el sistema aislado térmicamente y desprecie la masa del émbolo. A) 500J
B) 660J
P (Pa) 2000
PROBLEMA 01 Se tiene un gas ideal en un recipiente de capacidad calorífica despreciable, si el gas recibe 80J de energía en forma de calor y se expande realizando 20J de trabajo mecánico, determine la variación de energía interna que experimenta el gas. Desprecie el calor que pierde el gas. A) +50J B) +60J C) +10J D) +40J E) −40J
2
PROBLEMA 29
PROBLEMA 25
TERMODINÁMICA
3
d) 6; 30
1
C) 70 D) 100
se
Darwin Nestor Arapa Quispe
Motor GAS
PROBLEMA 07 Durante un proceso de compresión, se realiza sobre un sistema 30kJ de trabajo,
~1~
Gaby Roxana Ccahuanihancco Andia
TERMODINÁMICA mientras que el sistema transfiere 12kJ de calor al medio ambiente. Hallar la variación de energía interna. A) 18kJ B) 12kJ C) 10kJ D) 14kJ E) 15kJ
PROBLEMA 08 En la figura mostramos un cilindro vertical cerrado por un pistón liso de peso despreciable cuya sección es de 0, 5m 2 . Si el volumen del gas se expande lentamente hasta que el pistón ascienda 20 cm. Halle el trabajo que produce este gas. La presión atmosférica es: 10 5 Pa. A) 550J B) 660J C) 110J D) 440J
GAS
b) 118 kJ
d) –48kJ
e) –72 kJ
c) 72 kJ
PROBLEMA 09 Se muestra un cilindro liso de capacidad calorífica despreciable que contiene un gas ideal y un resorte no deformado. Si al gas se le transfieren 80 cal y en ese instante se quitan los topes, el embolo se desplaza 20cm. ¿En cuánto cambio la energía interna del gas? (K = 1000 N m) A) 556J B) 660J K C) 116J GAS D) 326J E) 776J
PROBLEMA 10 Un ventilador suministra 1,5 kW a un sistema durante 1 minuto, aumentando su volumen 3
a 0, 09 m a la presión de 0, 03 m constante de 500kPa. ¿Qué variación de energía interna experimenta el sistema, si éste disipa 12 kJ de calor en el proceso isobárico?
TERMODINÁMICA
PROBLEMA 15 Encuentre el trabajo de expansión de un gas
A) 48 kJ
B) 118 kJ
D) –48kJ
E) –72 kJ
C) 72 kJ
3
desde un volumen inicial de 0, 03 m , hasta
PROBLEMA 11 Hallar el trabajo realizado por el gas en el proceso desde A hasta B a) 1900 J P(Pa) b) 1200 J c) 1000 J
300
d) 1600 J
3
2
e) 1800 J
8
V(m )
PROBLEMA 12 Calcular el trabajo en Joules que realiza un gas ideal cuando se calienta isobáricamente desde los 27ºC hasta 87ºC, si se encuentra dentro de un recipiente cerrado por un émbolo móvil. El volumen inicial es de 5 litros y la presión atmosférica 105 N/m 2 . A) 100J B) 120J C) 105J D) 140J E) 150J
E) 770J
3
a) 48 kJ
Darwin Nestor Arapa Quispe
PROBLEMA 13 El pistón móvil de un cilindro tiene el área de 2
0, 2 m , si el gas ideal encerrado sigue un proceso isobárico ( P = 200 Pa ), y produce un trabajo de 10J. Encuentre el desplazamiento del pistón. A) 0,1 m B) 0,25 m C) 0,20 m D) 0,30 m E) 0,22 m
PROBLEMA 14 Un gas sufre la transformación termodinámica ABC mostrado en la figura. Hallar el trabajo realizado por el gas. A) 150J 2
B) 160J C) 110J
B
E) 120J
~2~
200
0, 2
La presión de un gas ideal es de 640 Pa, siguiendo un proceso adiabático (γ = 5 3) , logra aumentar su volumen en ocho veces. ¿Cuál será su nueva presión? A) 30Pa B) 22Pa C) 32Pa D) 20Pa E) 27Pa
PROBLEMA 18 Cuando la presión de un gas es de 162Pa ocupa un volumen de 8 m3, siguiendo u proceso adiabático, ( γ = 4/3 ) se expande
3
3
V(m )
5
Un gas ideal efectúa el proceso mostrado, se pide determinar el valor de la temperatura en el estado “3”, si: T = 100 ºK A) 560 K p 5p
B) 620 K
3
C) 680 K 2p
D) 700 K
3
E) 750 K
1
2
V
3V
T V
PROBLEMA 22 El gráfico P–vs–V indica un ciclo termodinámico. Calcular el trabajo total realizado en un ciclo. P(Pa) 500 200
3
15
PROBLEMA 21
PROBLEMA 19
0, 4
V (m 3 )
400
E) 1450 K
hasta ocupar un volumen de 27 m 3 . Hallar el trabajo que produce el gas A) 1296J B) 1286J C) 1256J D) 1248J E) 1276J
3
2
500
B) 1300 K D) 1400 K
PROBLEMA 17
P(Pa)
A) 1250 K C) 1350 K
de 0, 03 m a 0, 09 m a la presión constante de 500kPa. ¿Qué variación de energía interna experimenta el sistema, si éste disipa 12 kJ de calor en el proceso isobárico?
A
Dado el siguiente proceso de un gas ideal determinar la temperatura en (2), si en (1) T1 = 600 ºK .
Isobáricamente a la presión de 1662Pa, 5moles de gas experimentan una expansión tal que su volumen se incrementa en 0,4 m3, si la temperatura inicial del gas es 15 ºC halle la temperatura final. A) 30°C B) 31°C C) 32°C D) 36°C E) 27°C
C
D) 140J
PROBLEMA 20
PROBLEMA 16
Un ventilador suministra 1,5 kW a un sistema durante 1 minuto, aumentando su volumen
P (N/m ) 600
3
un volumen final de 0, 24 m conservando la temperatura constante. La presión inicial fue 2 Pa ( ln 8 = 2, 08 ). A) 12000J B) 12480J C) 12500J D) 12440J E) 12640J
0
A) –1200 J D) –1600 J
~3~
C
B
D
A
3
8
C) –1500 J E) –2000 J
3
V(m )
C) –1200 J
